Усилитель переменного сигнала

Номер патента: 1109875

Авторы: Аристов, Костин, Соколянский, Хильченко

ZIP архив

Текст

СОЮЗ СОВЕТСНИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИИ А 09) С 51) Н 03 Р 3/34 УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ЗОБРЕТЕНИЯТЕЛЬСТВУ(54)(57) УСИЛИТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО СИГНА.ЛА, выполненный с .симметричным входом, содержащий операционный усилитель, охваченный цепью отрицательнойобратной связи, а также трансформатор, выполненный с тремя обмотками,причем первый вывод первой обмоткитрансформатора является первым входомусилителя переменного сигнала, выходкоторого через вторую обмотку трансформатора соединен с. общей шиной,отличающиися тем, что, сцелью уменьшения нелинейных искажений и повышения стабильности коэффициента усиления, в него введены управляемые синхронно три нормальноразомкнутые и три нормально замкнутыеключи, при этом второй вывод первойобмотки трансформатора через первыйнормально замкнутый ключ соединен синвертируемым входом операционногоусилителя, неинвертирующий вход которого через первый нормально разомкнутый ключ соединен с общей шиной и через второй нормально замкнутый ключ -с первым выводом третьей обмоткитрансформатора, второй вывод которойявляется вторым входом усилителя пере. ного сигирой нормал а, в н оединен с о ий нормальн и шиамк нног одом операцтрицательнойыполнена нанутом ключе треть ОПИСАНИЕК АВТОРСКОМУ СВИД ход которого через зомкнутый ключ С ной и через треутый ключ с Вы еусилителя, а цеп ной связи которог м нормально разомИзобретеиие относится к электронным схемам общего назначения и может использоваться в прецизионной измерительной аппаратуре, например в тензометрических устройствах. 5Известен усилитель переменного сигнала, содержащий операционный усилитель с цепью отрицательной обратной связи на резисторах и резисторный входной делитель 11. 10Однако в этом устройстве сравнительно низкое входное сопротивление по обоим входам, что приводит к зависимости коэффициента усиления от внутреннего сопротивления источников вход 15 ного. сигнала.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является усилитель переменного сигнала, выполненный с симметричным входом, содержащий 2 О операционный усилитель, охваченный цепью отрицательной обратной связи, а также трансформатор, выполненный с тремя обмотками, причем первый вывод первой обмотки трансформатора является первым входом усилителя переменного сигнала, выход которого через вторую обмотку трансформатора соединен с общей шиной Г 2 1;Однако в известном устройстве наряО ду с высоким коэффициентом ослабления синфазной составляющей входного сигнала имеются погрешности, вызванные влиянием на величину коэффициента усиления температурной и временной35 нестабильности обратной связи и низкого входного сопротивления, приводящего к зависимости коэффициента усиления от величины внутреннего сопротивления источников входного сигнала. Цель изобретения - уменьшение нелинейных искажений и повышение стабильности коэффициента усиления.Эта цель достигается тем, что в45 усилитель переменного сигнала, выполненный с симметричным входом, содержащий операционный усилитель, охваченный цепью отрицательной обратной связи, а также трансформатор, выпол ненный с тремя обмотками, причем первый вывод первой обмотки трансформатора является первым входом усилителя переменного сигнала, выход которого через вторую обмотку трансформа тора соединен с общей шиной, введены управляемые синхронно три нормально разомкнутые и три нормально замк нутые ключи, при этом второй вывод первой обмотки трансформатора через первый нормально замкнутый ключ соединен с инвертируемым входом операционного усилителя, неинвертирующий вход которого через первый нормально разомкнутый ключ соединен с общей шиной и через второй нормально замкнутый ключ - с первым выводом третьей обмотки трансформатора, второй вывод которой является вторым входом усилителя переменного сигнала, выход которого через второй нормально разомкнутый ключ соединен с общей шиной и через третий нормально замкнутый ключ с выходом операционного усилителя, а цепь отрицательной обратной связи которого выполнена на третьем нормально разомкнутом ключе.На чертеже представлена схема предлагаемого усилителя переменного сигнала,Усилитель переменного сигнала содержит операционный усилитель 1,трансформатор 2 с первой 3, второй 4 и третьей 5 обмотками, первый Ь, второй 7 и третий 8 нормально замкнутые ключи, первый 9, второй 1 О и третий 11 нормально разомкнутые ключи.Усилитель переменного сигнала работает в рабочем режиме и режиме восстановления. В рабочем режиме, если дифференциальный сигнал на входе усилителя переменного сигнала не равен нулю, то на выходе операционного усилителя 1 возникает сигнал, который через от" крытый третий нормально замкнутый ключ 8 поступает на вторую обмотку 4 трансформатора 2. Этот сигнал индуцирует в первой 3 и третьей 5 обмотках трансформатора 2 напряжения, которые компенсируют входные напряжения, поступающие соответственно с первого и второго входов усилителя переменного сигнала. Напряжение на второй обмотке 4 трансформатора 2 возрастает до тех пор, пока не выполнится равенство напряжения в первой 3 и третьей 5 обмотках трансформатора 2 и разности входных напряжений усилителя переменного сигнала, Точность этого равенства обеспечивается высоким козффициентом усиления операционного усилителя 1. В момент компенсации первая 3 и третья 5 обмотки трансформатора 2 обесточены.45 После режима восстановления усилитель переменного сигнала переключается в рабочий режим.Таким образом, в предлагаемом усилителе переменного сигнала по сравне" .50 нию с известным уменьшаются нелинейные искажения. Так как разность входных сигналов равна компенсирующему сигналу на первой 3 и третьей 5 обмотках трансформатора 2, то напряжение на второй обмотке 4 трансформатора 2 равно разности входных напряжений усилителя переменного сигнала, умноженной на коэффициент трансформации, равный коэффициенту усиления переменного сигнала. Это напряжение поступает на выход усилителя переменного сигнала.При воздействии на входы усилителя переменного сигнала дифференциального сигнала, симметричного относительно нулевого уровня благодаря симметрии первой 3 и третьей 5 обмоток трансформатора 2, синфазный сигнал, поступающий на входы операционного усилителя 1, равен нулю, что повышает точность усилителя переменного сигнала. При поступлении со входов усилителя переменного сигнала постоянной разности напряжений или сигналов с каким-либо уровнем постоянной составляющей, а также из-за наличия напряжений смещения операционного усилителя 1 ток во второй обмотке 4 трансформатора 2 постепенно увеличивается, что может привести к выходу операционного усилителя 1 из линейной области.Длительность рабочего режима в зависимости от параметров операционного усилителя 1 по выходному току и индуктивности второй обмотки 4 выбирается так, чтобы выхода из линейной области заведомо не происходило. Традиционный метод разделения переменной и постоянной составляющих сигнала с помощью конденсаторов приводит к длительному времени восстановления усилителя после перегрузки, что для точных измерительных усилителей недопустимо.Для предотвращения выхода из линейной области операционного усилителя 1, а следовательно, для устойчивой работы всего усилителя переменного сигнала предусмотрен периодический режим восстановления нулевого значения тока во второй обмотке 4 трансформатора 2. В этом режиме первый 9, второй 10 и третий 1 нормаль"но разомкнутые ключи открываются, апервый 6, второй 7 и третий 8 нормально замкнутые ключи закрываются.При этом входные напряжения усилителя переменного напряжения и напряжения на первой 3 н третьей 5 обмотках трансформатора 2 отключаются отвходов операционного усилителя 1, который с помощью третьего нормальноразомкнутого ключа включается по схеме повторителя напряжения. При помощи первого нормально разомкнутогоключа 9 неинвертирующий вход операци"онного усилителя 1 подключается к шине нулевого потенциала и на выходеэтого усилителя устанавливается напряжение близкое к нулю. Вторая обУмотка 4 трансформатора 2 отключаетсяпри помощи третьего нормально замкнутого ключа 8 от выхода операционного усилителя 1 и шунтируется вторымнормально разомкнутым ключом 10.Благодаря этому, магнитная энергия, накопленная в трансформаторе 2,рассеивается и значение тока во второй обмотке 4 трансформатора 2 принимает значение, близкое к нулю, чтопозволяет работать операционному усилителю. 1 в линейной области. Длительность режима восстановления зависитот величины энергии, накопленной втрансформаторе за один период входноЗ 5 го сигнала, и параметров цепи восста"новления. Величина энергии, накопленной в трансформаторе 2, определяется напряжением смещения операционного усилителя 1 и постоянной состав О ляющей входного сигнала. В зависимости от величины этой энергии выбирается время режима восстановления и параметры цепи восстановления.Составитель И.ВодяхинаРедактор О.Черниченко Техред Т.Маточка Корректор В,БутягаЗаказ 6099/40 Тираж 862 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 1 13035, Москва, Ж, Раушская наб д.4/5 Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Смотреть

Заявка

3395010, 05.02.1982

ХАРЬКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ ИМ. Н. Е. ЖУКОВСКОГО

АРИСТОВ ВИКТОР НИКОЛАЕВИЧ, КОСТИН ВАЛЕРИЙ ЛЕОНИДОВИЧ, СОКОЛЯНСКИЙ ВАЛЕРИЙ ПЕТРОВИЧ, ХИЛЬЧЕНКО АЛЕКСЕЙ ГРИГОРЬЕВИЧ

МПК / Метки

МПК: H03F 3/34

Метки: переменного, сигнала, усилитель

Опубликовано: 23.08.1984

Код ссылки

<a href="https://patents.su/4-1109875-usilitel-peremennogo-signala.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Усилитель переменного сигнала</a>

Похожие патенты